教学案例.长度和时间测量

长度和时间的测量

课程标准：

1. 会根据生活经验估测长度；
2. 会选用适当的刻度尺测量物体的长度；

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核心素养：

1. 概括理解

• 概括与推理
  • 抽象概括：能从事实经验中提取事物或过程的共同本质特征，形成物理概念和规律。测量就是将待测的量与公认的标准进行比较

2. 实验探究

• 设计与操作
  • 设计实验：能依据物理原理，应用科学方法设计实验。测量物理课本的宽度
  • 实验操作：能正确使用基本的测量工具和实验器材进行实验操作。测量物理课本的宽度
• 证据与论证
  - 获取证据：能对收集的信息（数据）进行处理以获得证据。 比较长宽高 测量物理课本的宽度 单位换算

3. 实践应用

• 反思与评价
  • 自我反思：能对自己在问题解决过程中的思路、方法和结果等进行分析和判断。使用刻度尺注意点 测量物理课本的宽度
  • 合理评价：能对他人在问题解决过程中的思路、方法和结果进行客观的评价。使用刻度尺注意点 测量物理课本的宽度 学生只有在尝试活动后才会产生分析和判断、反思与评价

4. 求实创新

• 求实与质疑
  • 实证意识：能有依据地得出结论，对现有的结论有求证意识；在学习与问题解决中，尊重实验事实和自然规律，保持实事求是的科学态度。比较长宽高 估测
  • 质疑精神：不盲从、不迷信权威，敢于发表自己的意见。估测
• 迁移与创新
  • 迁移应用：能将已学的思想方法迁移应用至新情景，分析解决相关问题。估测 单位换算

教学流程图

graph TD
A[生活 运动会比赛] --> |运动离不开长度和时间的测量 & 测量就在身边| B[生活 活动1 比较课桌的长宽高]
B --> |测量的实质就是比较 & 科学的比较方式就是先确定一个公认的标准| C[物理 长度的单位]
C --> |人体对应| D(对米的认识)
C --> |学生交流| E(长度的其他单位及换算关系)
C --> |单位换算示范与练习| F(一些物体的尺度)
E --> G[物理 活动2 练习使用刻度尺 测量物理课本的宽度]
G --> |读数|H(刻度与估读)
G --> |估测 & 阅读 & 展示 & 评价 | I(刻度尺使用注意点)
G --> |误差分析 & 设计步骤 & 设计表格 & 学生实验| J(测量一本物理书的宽度)
I --> K[课堂小结]
K --> L[课堂反馈]
L --> |测量物理书一张纸的厚度| M[回归生活 作业布置]

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实验器材

• 学生和教师：30cm刻度尺、1m木刻度尺
• 教师：15cm刻度尺

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生活经验 运动会比赛

运动会

• 同学们好
  • 老师好
• 今天很高兴又来到一初中，和同学们一起分享关于长度测量方面的内容。我们学校运动会开过了没有？
  • 开过了
• 哪些小朋友获奖了呀？
  • 学生汇报

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活动1 比较课桌的长宽高

• 跳远、跳高、实心球等比较是长度；100m、400m、800m等比较的是时间。==运动会离不开长度和时间的比较，物理学中研究物体的运动也离不开长度和时间的比较。==
  下面，我们目测课桌长、宽、高，比较它们的长度。
  • 学生目测
• 请同学说说你目测的结果是什么？
  • 高大于长大于宽
• 不用尺，你如何证实自己目测的结果？说说你的做法，和身边的同学交流一下。
  • 学生尝试和交流 板书表格

学生	高度	长度	宽度
张三	5	4	3
李四	3	2	1
王五	6	5	4

• 请哪位同学来说一说？
  • 用手“乍”来和桌子比较，长有4乍，宽有3乍，高有5乍
• 再请两个小朋友来分享一下你的结果。
  • 学生交流结果 完成表格
• 通过表格，我们能得出什么共同的结论？
  • 高度大于长度大于宽度
• 数据出现差异的原因是什么？
  • 每个人的“乍”不同
• 比较的标准不统一，比较就会出现差异。大家想一想，我们手头上有没有大家都有的、都一样的物品来作为比较长度的标准。
  • 课本
• 我们用课本的宽度作为标准，测量一下桌子的长度，汇报一下结果。
  • 学生实验、学生汇报数据

课桌长度	2	2	2

• 我们发现，当标准统一之后，测量的结果就达成了共识。测量就是将待测的量与公认的标准进行比较。 ==物理学中把这个公认的标准叫做单位。==

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长度的单位

对米的认识

• 在古代中国，用小臂的长度作为==单位==，叫做1尺；古代英国，用脚的长度作为==单位==，叫做1英尺。
  在现代，国际单位制中，长度的单位就是米，用符号m表示。 展示米尺 这个就是比较长度的单位。
  我们也像古人一样，利用米尺，从身体上找出接近1米的长度，演示给大家看。
  • 学生活动
• 同学，你来试一试。
  • 学生演示

1889年第1届国际计量大会确定“米原器”为国际长度基准，它规定1米就是米原器在0摄氏度时两端的两条刻线间的距离。

1960年第11届国际计量大会上，规定了新的“米”的标准，它就是氪86同位素灯在规定条件下发出的橙黄色光在真空中的波长。

1983年第17届国际计量大会上，规定了新的“米”的定义，即把光在真空中299792458 分之一秒所走的距离定为一个标准米。

• 米这个长度的国际单位，最初是通过实物来定义的，接着修改成波长，然后又修改成利用光速这个常数来定义。由于常数比实物更加稳定，测量越来越精确，就在这个月，第26届国际计量大会上，质量、电流、温度、物质的量也都改成的常数定义。随着物理学的发展，量度必定还会有争论和修改，但是越修改会越自然，越接近事物的真相。

长度的其他单位、换算关系、估测

长度的单位

• 同学们还知道哪些常用的长度单位？它们和米是什么样的换算关系？
  • 手掌的宽度约为1分米
  • 大拇指甲的宽度约为1厘米
  • 头发的直径约几十微米

自然界中一些物体的长度

自然界中一些物体的长度、单位换算

• 生活中的物体小到原子，大到星体，都有长度。我们举几个例子。
• 比如，地球赤道周长约为40000km，我们常常要将常用的单位换算成米，便于交流。40000km=_________m ？请同学们想一想，算一算。
  • 学生尝试换算、交流讨论、回答
    • 示范
• 再举个例子，有一种“痘病毒”的直径为300nm，300nm=________m ?
  • 学生模仿
    • 学生演示
    • 教师纠正
• 大家看一看门的高度大约多长？你是怎么估测的？
  • 学生回答。利用人体的高度进行比较
• 物理课本有多宽？你是怎么估测的？
  • 学生回答。利用手掌的宽度进行比较

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活动2 练习使用刻度尺--用刻度尺测量物理课本的宽度

• 要知道物理课本的准确的宽度，就需要进行测量。下面，我们来看一看。

刻度与估读

分度1

• 哪位同学知道这个物体的长度是多少？同学们交流一下

  • 0.5m 你是怎么读出来的？
    
    

    分度1/10

• 哪位同学知道这个物体的长度是多少？同学们交流一下

  • 0.56m 你是怎么读出来的？

• 为什么读数的结果不同？

  • 刻度不同

• 我们把有刻度的尺叫做刻度尺。刻度尺上每相邻两根刻度线的长度叫做分度值。分度值不同，测量的结果就不同。分度值越小，测量结果越精确。
  
  测量的目的是为了使结果更加接近物体真实的长度，所以，在分度值内要进行估读。

使用刻度尺的注意点

两把尺

• 接下来，我们要测量物理课本的宽度，这里有两把刻度尺，大家看一看，量程是多少？分度值是多少？哪一把适合？
  • 学生叙述。交流刻度尺的量程、分度值
• 结果用什么单位？如何进行估读？
  • 学生叙述。结果用cm，估读到毫米的下一位
• 假如这就是物理课本，这里有一把plus版的刻度尺，先请同学们阅读课本“信息快递-使用刻度尺的注意点”，然后请一位小朋友演示这个测量的过程。
  • 学生阅读课本。
• 请哪位小朋友来试一试？其他小朋友等会儿要发表一下意见，他做对了哪些操作？哪些值得改进？
  • 学生演示。
• 测量过程中，哪些最对了？
  • 学生叙述。1、有刻度的一边紧靠被测物体；2、尺的位置放正；3、边缘对齐0刻度线；4、读数时，视线与尺面垂直；
• 哪些值得改进？

  • 学生叙述。

    
    
    读数练习
• 甲、乙、丙的读数是多少？为什么？
  • 学生回答。5、估读到分度值的下一位；6、记录数值和单位

设计实验步骤和表格

• 测量时要估读，估读有时偏大，有时偏小，怎么办呢？
  • 多次测量取平均值，可以减小这种误差？你打算如何进行多次测量？ 取同一位置进行多次估读，至少进行三次，求平均值，可以减小估读产生的误差
• 下面，我们一起来设计一张记录和处理实验数据的表格，看看哪个小朋友设计得最完整
  • 学生设计实验数据表格 展示表格

实验序号	课本宽度L/cm	平均值/cm
1
2
3

学生实验

• 好，下面请同学们进行实验
  • 学生实验 展示实验数据

实验序号	课本宽度L/cm	平均值/cm
1	18.47
2	18.46
3	18.43

• 如何计算平均值的？
  • 
    由于书本的宽度是测量的结果，平均值的位数由刻度尺的最小分度值决定。18.45cm取到毫米的下一位，最为最终的测量结果。

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课堂小结

graph LR
A[长度的测量] --国际单位--> D(米m)
A --常用单位--> E(千米km 分米dm 厘米cm 毫米mm 微米um 纳米nm)
A --测量工具--> F(刻度尺)

知识结构

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当堂反馈

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回家作业

测量物理书一张纸的厚度

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上课1

上课2

集体留念